本实用新型属于攀爬机器人领域，尤其涉及一种变径夹持装置。
背景技术：
缆索是斜拉桥、悬索桥的主要受力构件之一，长期暴露在空气中，在大桥载荷、雨振、风振的长期作用下，缆索表面的保护层(聚乙烯PE)易出现硬化、老化等破坏现象，缆索内部钢丝束易出现断丝、断裂，危机桥梁安全，因此，缆索检测工作至关重要。
目前，常规的检测方式是人工巡检或使用缆索攀爬机器人进行检测。人工巡检的方式不仅工作量大、效率低，而且安全性较差；而现有的缆索攀爬机器人多采用固定、封闭的夹持结构，变径范围受外框限制，夹持力调节范围小，夹持环境变化时易脱落松动，环境适应性较差。
专利基于平行四边形独立悬挂的缆索检测机器人(201410332561.1)采用封闭外框结构，安装使用时需要拆除外框两侧连接螺栓才能装至缆索上，需要多人合作完成，费时费力。
专利缆索检测机器人(201510553087.X)采用半封闭可调外框，通过手动调节伸缩式弹簧装置来适应不同直径，操作不便，而且压力由弹簧产生，在负载变化时存在打滑问题。
专利一种基于关节耦合手轮机构的行走攀爬机器人(201410718904.8)采用轮式接触，接触面积小，易滑落。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种变径夹持装置，旨在解决现有技术中的缆索攀爬机器人的变径范围小，且易滑落的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种变径夹持装置，包括固定座、夹持轮、两个夹持臂以及旋转动力源，所述夹持轮固定在所述固定座朝向被夹持物的一侧面上，所述两个夹持臂分别可转动地安装在所述固定座的两侧；所述旋转动力源安装在所述固定座上，并与所述两个夹持臂传动连接，所述旋转动力源带动所述两个夹持臂相互开合运动；每一个所述的夹持臂上远离所述固定座的一端均安装有一个可弹性形变的夹持掌组件，所述两个夹持臂上的夹持掌组件与夹持轮共同夹紧被夹持物。
进一步地，所述夹持臂包括转接座、夹持座以及用于限位所述夹持座相对位置的曲柄连杆组件，所述转接座的一端铰接在所述固定座的一侧，所述夹持座的一端铰接在所述转接座的另一端上，所述夹持掌组件安装在所述夹持座的另一端；所述曲柄连杆组件可相对转动地连接在所述固定座与夹持座之间。
进一步地，所述曲柄连杆组件包括第一曲柄、第二曲柄以及连杆，所述第一曲柄固定在所述固定座上，所述第二曲柄固定在所述夹持座上，所述连杆的两端分别与所述第一曲柄和第二曲柄铰接。
进一步地，所述旋转动力源的动力输出端上安装有第一直齿轮，所述固定座内穿设有旋转轴，所述旋转轴上套固有第二直齿轮，且所述旋转轴的两端分别具有一个第一锥齿轮，每一个所述夹持臂的转接座上均固定有一个第二锥齿轮，所述第一直齿轮与第二直齿轮相互啮合，所述旋转轴两端的两个第一锥齿轮分别与两个转接座上的两个第二锥齿轮相互啮合。
进一步地，所述旋转动力源为旋转电机，所述第一直齿轮通过联轴器连接在所述旋转电机的动力输出端上。
进一步地，所述夹持掌组件包括夹持掌、叉架、弹簧导向轴、导向弹簧、中空导向套以及压力传感器，所述夹持掌可转动地安装在所述叉架的底部，所述弹簧导向轴的底部固定在所述叉架的顶部；所述弹簧导向轴和导向弹簧均安装在所述中空导向套内，所述中空导向套内设置有用于防止所述弹簧导向轴脱落的限位台阶，所述弹簧导向轴的周缘上相应地设置有限位凸起，所述弹簧导向轴可沿所述导向套上下移动，所述限位凸起相应地与所述限位台阶相互分离或相互抵顶；所述压力传感器安装在所述中空导向套的顶部，所述导向弹簧的一端始终与所述压力传感器相接触，其另一端套设在所述弹簧导向轴上，并相应地抵顶在所述弹簧导向轴的限位凸起上，所述弹簧导向轴沿所述导向套的上下移动，带动所述导向弹簧挤压所述压力传感器。
进一步地，所述夹持掌组件还包括导销，所述导销穿插在所述导向弹簧的顶部，且所述导销的顶部与所述压力传感器相接触。
进一步地，所述夹持掌组件还包括连接销和至少一对回位弹簧，所述叉架呈U型形状，所述U型叉架的两侧壁上均开设有通孔，所述夹持掌的顶部具有耳板，所述耳板插接在所述U型叉架的U型槽内，且所述耳板上与所述U型叉架的通孔相对应的位置处也开设有通孔，所述连接销依次穿过所述U型叉架的通孔以及夹持掌耳板上的通孔，所述至少一对回位弹簧对称安装在所述U型叉架与夹持掌的两侧，每一个所述的回位弹簧的两端分别与所述U型叉架和夹持掌连接。
进一步地，所述叉架的顶部开设有通孔，所述弹簧导向轴的底部开设有螺纹槽，所述弹簧导向轴与所述叉架螺栓连接。
进一步地，所述两个夹持臂上的两个夹持掌组件相对设置，且所述两个夹持掌组件与所述夹持轮沿固定座边缘间隔分布。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的一种变径夹持装置，其包括固定座、夹持轮、两个夹持臂以及旋转动力源。该夹持装置采用开式结构，通过旋转动力源带动两个夹持臂相互开合运动，从而可适应不同直径的缆索。同时，利用两个夹持臂上的夹持掌组件与夹持轮共同夹紧被夹持物，采用轮掌结合的机构防止下滑，夹持稳定。该夹持掌组件可随着负载的变化而相应地弹性形变，实现了夹持力的柔性控制，从而可避免破坏被夹持物的表面保护层，提高了夹持装置的环境适应能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种变径夹持装置的三维结构示意图；
图2是图1的主视结构示意图；
图3是图2的另一个状态的结构示意图；
图4是图1的仰视结构示意图；
图5是图1的左视结构示意图；
图6是图1中夹持掌组件的三维结构示意图；
图7是图6的局部剖面主视结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图3所示，为本实用新型实施例提供的一种变径夹持装置100，其包括固定座1、夹持轮2、两个夹持臂3以及旋转动力源4。
所述夹持轮2固定在所述固定座1朝向被夹持物7的一侧面上，所述两个夹持臂3分别可转动地安装在所述固定座1的两侧。所述旋转动力源4安装在所述固定座1上，并与所述两个夹持臂3传动连接，所述旋转动力源4带动所述两个夹持臂3相互开合运动，用于调节夹持直径，以适应不同直径的缆索。每一个所述的夹持臂3上远离所述固定座1的一端均安装有一个可弹性形变的夹持掌组件5，所述两个夹持臂3上的夹持掌组件5与夹持轮2共同夹紧被夹持物7，采用轮掌结合的机构防止夹持装置100下滑，并利用所述夹持掌组件5的弹性形变实现夹持力的柔性控制。
具体地，所述夹持臂3包括转接座31、夹持座32以及用于限位所述夹持座32相对位置的曲柄连杆组件33。所述转接座31的一端铰接在所述固定座1的一侧，所述夹持座32的一端铰接在所述转接座31的另一端上，所述夹持掌组件5安装在所述夹持座32的另一端。所述曲柄连杆组件33可相对转动地连接在所述固定座1与夹持座32之间，利用所述曲柄连杆组件33对夹持座32进行限位，使其无法沿转接座31自由转动，保证夹持的稳定性。
在本实用新型实施例中，所述曲柄连杆组件33包括第一曲柄331、第二曲柄332以及连杆333，所述第一曲柄331固定在所述固定座1上，所述第二曲柄332固定在所述夹持座32上，所述连杆333的两端分别与所述第一曲柄331和第二曲柄332铰接。由于第一曲柄331的位置固定不变，而连杆333的一端铰接在第一曲柄331上，因此所述连杆333只能绕着第一曲柄331的铰接点做圆弧运动。同时，由于所述第二曲柄332与夹持座32固定连接，因此，当所述转接座31转动时，所述夹持座32也会跟着转动，并利用连接在第一曲柄331和第二曲柄332之间的连杆333对夹持座32起限位作用。
参照图4，所述旋转动力源4的动力输出端上安装有第一直齿轮61，在本实用新型实施例中，所述旋转动力源4为旋转电机，所述第一直齿轮61通过联轴器62连接在所述旋转电机4的动力输出端上。所述固定座1内穿设有旋转轴63，所述旋转轴63上套固有第二直齿轮64，且所述旋转轴63的两端分别具有一个第一锥齿轮65，每一个所述夹持臂3的转接座31上均固定有一个第二锥齿轮66，所述第一直齿轮61与第二直齿轮64相互啮合，所述旋转轴63两端的两个第一锥齿轮65分别与两个转接座31上的两个第二锥齿轮66相互啮合。
所述旋转电机4的转动会带动所述第一直齿轮61转动，所述第一直齿轮61通过与第二直齿轮64的啮合带动旋转轴63转动，所述旋转轴63的转动带动两端的两个第一锥齿轮65相应地转动，所述两个第一锥齿轮65的转动相应地带动所述第二锥齿轮66转动。由于所述第二锥齿轮66与转接座31固定连接，因此第二锥齿轮66的转动会带动转接座31相应地转动，从而通过所述旋转电机4的正转和反转可实现所述两个夹持臂3的开合运动。
参照图5，在本实用新型实施例中，所述两个夹持臂3上的两个夹持掌组件5相对设置，且所述两个夹持掌组件5与所述夹持轮2沿固定座1边缘间隔分布，从而使得所述两个夹持臂3上的两个夹持掌组件5位于同一个竖直平面内，且所述两个夹持掌组件5与所述夹持轮2不在同一个竖直平面内。通过将柔性的夹持掌组件5与夹持轮2偏心设置，则相当于对被夹持物7有一个异面剪切的作用，利用了杠杆原理，增加了抱紧压力，使得整个夹持装置100不易打滑。
参照图6和图7，所述夹持掌组件5包括夹持掌51、叉架52、弹簧导向轴53、导向弹簧54、中空导向套55、压力传感器56、导销57、连接销58和至少一对回位弹簧59。所述叉架52呈U型形状，所述U型叉架52的两侧壁上均开设有通孔(未标注)；所述夹持掌51的顶部具有耳板511，所述耳板511插接在所述U型叉架52的U型槽内，且所述耳板511上与所述U型叉架52的通孔相对应的位置处也开设有通孔(未标注)，所述连接销58依次穿过所述U型叉架52的通孔以及夹持掌耳板511上的通孔，从而将所述夹持掌51可转动地安装在所述叉架52的底部。同时，所述至少一对回位弹簧59对称安装在所述U型叉架52与夹持掌51的两侧，每一个所述的回位弹簧59的两端分别与所述U型叉架52和夹持掌51连接，从而使得所述夹持掌51在不受力状态下，能够利用所述回位弹簧59回归原始位置。
参照图7，所述叉架52的顶部开设有通孔(未图示)，所述弹簧导向轴53的底部开设有螺纹槽531，所述弹簧导向轴53与所述叉架52螺栓连接，从而将所述弹簧导向轴53的底部固定在所述叉架52的顶部。所述弹簧导向轴53和导向弹簧54均安装在所述中空导向套55内，所述中空导向套55内设置有用于防止所述弹簧导向轴53掉出的限位台阶551，所述弹簧导向轴53的周缘上相应地设置有限位凸起532，所述弹簧导向轴53可沿所述导向套55上下移动，所述限位凸起532相应地与所述限位台阶551相互分离或相互抵顶。
所述压力传感器56安装在所述中空导向套55的顶部，所述导销57穿插在所述导向弹簧54的顶部，且所述导销57的顶部始终与所述压力传感器56相接触；当然，也可以直接将所述导向弹簧54的一端始终与所述压力传感器56相接触，以保证所述压力传感器56上时刻有压力数值。所述导向弹簧54的另一端套设在所述弹簧导向轴53上，并相应地抵顶在所述弹簧导向轴53的限位凸起532上，所述弹簧导向轴53沿所述导向套55的上下移动，带动所述导销57挤压所述压力传感器56，所述压力传感器56也可以替换成具有相同功能的压强传感器等。
具体工作时，首先通过旋转电机4的转动，使得两个夹持臂3相互分开，然后，所述旋转电机4反转，所述两个夹持臂3相应地合拢。在合拢过程中，利用两个夹持掌组件5和夹持轮2共同将被夹持物7夹紧；在夹紧的过程中，每一个夹持掌组件5上的夹持掌51可根据被夹持物7的形状适当变形，以适应不同形状、不同尺寸的被夹持物7。同时，所述夹持掌51受力后在一定范围内可随着弹簧导向轴53沿着导向套55运动，夹持力的大小可通过压力传感器56直观反映。当检测工作完毕后，再次通过旋转电机4控制两个夹持臂3相互分开即可，操作简便。
综上所述，本实用新型实施例提供的一种变径夹持装置100，其采用开式结构，通过旋转动力源4带动两个夹持臂3相互开合运动，从而可适应不同直径的缆索。同时，利用两个夹持臂3上的夹持掌组件5与夹持轮2共同夹紧被夹持物7，采用轮掌结合的机构防止下滑，夹持稳定。该夹持掌组件5可随着负载的变化而相应地弹性形变，实现了夹持力的柔性控制，从而可避免破坏被夹持物的表面保护层，提高了夹持装置100的环境适应能力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。